基于智能合约的分布式数据共享模式及其算法研究
信息技术与网络安全 11期
姜庆臣1，莫路锋1，朱雪芬1，唐丽华2
(1.浙江农林大学 信息与教育技术中心, 浙江 杭州311300；2.西湖大学 信息中心，浙江 杭州310024)
摘要：针对现有数据中心化存储所面临的分布式数据一致性、安全性、防篡改性等问题，通过对区块链及智能合约相关技术进行介绍，采用拜占庭共识机制和相关的密码技术，在确保交换数据的不可篡改性、不可伪造性和可追溯的情况下，提出了基于智能合约的分布式数据共享模式及其应用算法，并给出了一致性和安全性分析以及成本评估的方法，在去除第三方可信机构交易信任化、中心化等方面，满足了数据共享的安全性和可信性要求。
中图分类号：TP309.2
文献标识码：A
DOI：10.19358/j.issn.2096-5133.2021.11.007
引用格式： 姜庆臣，莫路锋，朱雪芬，等. 基于智能合约的分布式数据共享模式及其算法研究[J].信息技术与网络安全，2021，40(11)：49-53，60.
文献标识码：A
DOI：10.19358/j.issn.2096-5133.2021.11.007
引用格式： 姜庆臣，莫路锋，朱雪芬，等. 基于智能合约的分布式数据共享模式及其算法研究[J].信息技术与网络安全，2021，40(11)：49-53，60.
Research on distributed data sharing mode and algorithm based on smart contract
Jiang Qingchen1，Mo Lufeng1，Zhu Xuefen1，Tang Lihua2
(1.Information and Educational Technology Center，Zhejiang A&F University，Hangzhou 311300，China； 2.Information Center，Westlake University，Hangzhou 310024，China)
Abstract：In view of the problems of distributed data consistency, security and tamper resistance faced by the existing data centralized storage, this paper introduces the technologies related to blockchain and smart contract, and adopts Byzantine consensusmechanism and related cryptographic technology to ensure that the exchanged data can not be usurped and forged，and is traceable. This paper proposes a distributed data sharing model and its application algorithm based on smart contract，and gives a method of consistency and security analysis and cost evaluation, which meets the security and credibility requirements of data sharing in terms of removing the trust and decentralization of the third-party trusted organization transactions.
Key words :blockchain；smart contract；consistency verification；security and credibility；data sharing
0 引言
传统的分布式数据共享管理模式中，多采用集中模式，通过建立数据中心来集中存储管理，为确保隐私数据不被外泄，数据中心的管理者通过提高中心节点的防御能力来抵抗各种攻击，如数据库加密技术、ACL、入侵检测和防御等。而在区块链技术中，数据存储采用分布式管理模式，没有统一的管理者，攻击者很容易攻陷其中一些节点，比如：节点伪装、网络嗅探等。因此传统的数据中心管理模式无法适应数据共享交换需求，需要对管理模式进行改造。目前，面向去中心化区块链系统日益增多，如医疗健康、资产管理、档案管理、智能电网等[1-4]。随着区块链技术的推广以及对智能合约的支持，研究方向也越来越倾向于去中心化自治系统，并逐步走向去中心化自治组织/公司[5]。由于区块链系统与传统的分布式数据库在技术、应用等方面也有很大不同，分布式数据库需要考虑中心节点崩溃性故障，而区块链中节点之间是平等的，但是是不可信的，因而需考虑区块链的容错性。
本文针对现有的区块链环境下分布式数据管理问题，对区块链技术、智能合约、系统架构、访问控制、安全与可信性等[5-10]方面进行分析和研究，并从区块链技术与数据库外联结合的角度出发，在系统模型、加密算法、一致性共识等方面提出创新性应用研究，从而实现分布式数据库去中心化，去第三方可信机构交易信任化，避免集中式服务器单点故障和私密数据泄露的风险。
本文详细内容请下载：http://www.chinaaet.com/resource/share/2000003847
作者信息：
姜庆臣1，莫路锋1，朱雪芬1，唐丽华2
(1.浙江农林大学 信息与教育技术中心, 浙江 杭州311300；2.西湖大学 信息中心，浙江 杭州310024)
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